CN204374683U - 一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温室大棚管理领域，具体涉及一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置。该智能远程监控装置通过将二氧化碳传感器、空气温湿度传感器、光强传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、降雨量传感器均与CPU单元数据连接，检测相应环境参数后传输至CPU单元并在触摸屏上显示，继而通过触摸屏输入控制指令控制相应的执行器如采光照明机构、排风扇、水泵灌溉机构、天窗机构对环境参数进行调整，使得温室大棚时刻处于一种良好的生长环境。同时外部移动终端如手机可以在互联网网络上通过无线路由器访问该温室大棚的环境参数，控制相应的执行器进行环境参数调整，功能全面，方便集中管理温室大棚，突破了只能实现本地控制的缺陷，管理高效。

Description

一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置

技术领域

本实用新型涉及温室大棚管理领域，具体涉及一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置。

背景技术

随着智能大棚技术的普及，智能大棚数量不断增多，对于植物来说，温度、湿度、光照以及二氧化碳含量都很重要。温湿度太低植物就会被冻死或者停止生长，二氧化碳含量过高或者过低将会影响植物的光合作用，造成植物生长过慢甚至停止生长，这将会使温室大棚收益降低。传统大棚管理采用悬挂温度计来人工查看室内温度，费时耗力、效率低下而且容易产生错误，大棚环境监测成了一个难题，对其进行集中管理也变的复杂起来，更重要的是其只能实现本地控制，而且造价高昂。为了解决这个难题智能温室大棚开始走入人们的视野，亟待解决大棚环境监测难、本地控制造价高的难题。

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种功能全面、方便集中管理温室大棚的基于互联网的温室大棚智能远程监控装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，主要包括：CPU单元、与互联网网络进行无线数据传输的无线路由器、用于检测温室大棚内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器、用于检测温室大棚内空气温湿度的空气温湿度传感器、用于检测温室大棚内光照强度的光强传感器、用于检测温室大棚内土壤温度的土壤温度传感器、用于检测温室大棚内土壤湿度的土壤湿度传感器、用于检测降雨量的降雨量传感器、排风扇、用于灌溉的水泵灌溉机构、摄像机、用于旋转摄像机的摄像机云台、用于门禁开合的智能门禁机构、用于天窗开合的智能天窗机构、用于采光照明的采光照明机构、用于输入控制指令的触摸屏、为该智能远程监控装置进行供电的电源；

所述无线路由器、二氧化碳传感器、空气温湿度传感器、光强传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、降雨量传感器、摄像机云台、智能门禁机构、智能天窗机构、采光照明机构、触摸屏均与CPU单元数据连接，所述无线路由器还与摄像机数据连接，所述CPU单元通过排风扇继电器控制排风扇开合，所述CPU单元通过水泵继电器控制水泵灌溉机构开合，所述智能门禁机构采用门禁电机作为动力源，所述智能天窗机构采用天窗电机作为动力源；所述摄像机云台内设置有两个步进电机，分别控制摄像机的上下、左右运动。

进一步，所述CPU单元采用IAP15F2K61S2芯片，该IAP15F2K61S2芯片上的串口一与触摸屏数据连接，该IAP15F2K61S2芯片上的串口二与无线路由器数据连接；二氧化碳传感器的DOUT端接IAP15F2K61S2芯片的P1^3引脚，TCM端和GND端接地，VCC端接+5V；空气温湿度传感器的S端接IAP15F2K61S2芯片的P0^1引脚，D端接IAP15F2K61S2芯片的P0^2引脚，GND端接地，VCC端接+5V；光强传感器的SDA端接IAP15F2K61S2芯片的P0^5引脚，SCK端接IAP15F2K61S2芯片的P0^6引脚，ADD端和GND端接地，VCC端接+5V；土壤温度传感器的DATA端接IAP15F2K61S2芯片的P1^5引脚，GND端接地，VCC端接+5V；土壤湿度传感器的DO端接IAP15F2K61S2芯片的P0^0引脚，GND端接地，VCC端接+5V；降雨量传感器的AO端接IAP15F2K61S2芯片的P1^4引脚，GND端接地，VCC端接+5V；排风扇继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚，水泵继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚，摄像机云台接IAP15F2K61S2芯片的P2^4、P2^5、P2^6、P2^7引脚，门禁电机接IAP15F2K61S2芯片的P3^6、P3^7、P4^1、P4^2引脚，天窗电机接IAP15F2K61S2芯片的P3^2、P3^3、P3^4、P3^5引脚，采光照明机构接IAP15F2K61S2芯片的P2^0引脚。

进一步，所述门禁电机、天窗电机均采用步进电机。

进一步，所述触摸屏采用MCGS触摸屏。

进一步，所述摄像机上采用高清迷你摄像头。

本实用新型提供的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，该智能远程监控装置通过将二氧化碳传感器、空气温湿度传感器、光强传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、降雨量传感器均与CPU单元数据连接，检测相应环境参数后传输至CPU单元并在触摸屏上显示，继而通过触摸屏输入控制指令控制相应的执行器如采光照明机构、排风扇、水泵灌溉机构、天窗机构对环境参数进行调整，使得温室大棚时刻处于一种良好的生长环境。同时外部移动终端如手机可以在互联网网络上通过无线路由器访问该温室大棚的环境参数，在外部移动终端上输入控制指令使CPU单元控制相应的执行器进行环境参数调整，还可以通过摄像机云台旋转摄像机观看温室大棚内的情况，控制智能门禁机构保证温室大棚的门禁安全，功能全面，方便集中管理温室大棚，突破了只能实现本地控制的缺陷，管理高效。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置的原理框图；

图2为本实用新型一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置的结构示意图；

图3为本实用新型一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置中电路连接图；

其中附图标记为：1-触摸屏；2-CPU单元；3-无线路由器；4-电源；5-土壤湿度传感器；6-土壤温度传感器；7-光强传感器；8-空气温湿度传感器；9-二氧化碳传感器；10-摄像机云台；11-排风扇；12-智能天窗机构；13-智能门禁机构；14-水泵灌溉机构；15-采光照明机构；16-降雨量传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1-3，本实用新型的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，主要包括：CPU单元2、与互联网网络进行无线数据传输的无线路由器3、用于检测温室大棚内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器9、用于检测温室大棚内空气温湿度的空气温湿度传感器8、用于检测温室大棚内光照强度的光强传感器7、用于检测温室大棚内土壤温度的土壤温度传感器6、用于检测温室大棚内土壤湿度的土壤湿度传感器5、用于检测降雨量的降雨量传感器16、排风扇11、用于灌溉的水泵灌溉机构14、摄像机、用于旋转摄像机的摄像机云台10、用于门禁开合的智能门禁机构13、用于天窗开合的智能天窗机构12、用于采光照明的采光照明机构15、用于输入控制指令的触摸屏1、为该智能远程监控装置进行供电的电源4。该无线路由器3、二氧化碳传感器9、空气温湿度传感器8、光强传感器7、土壤温度传感器6、土壤湿度传感器5、降雨量传感器16、摄像机云台10、智能门禁机构13、智能天窗机构12、采光照明机构15、触摸屏1均与CPU单元2数据连接，该无线路由器3还与摄像机数据连接，该CPU单元2通过排风扇继电器控制排风扇11开合，该CPU单元2通过水泵继电器控制水泵灌溉机构14开合，该智能门禁机构13采用门禁电机作为动力源，该智能天窗机构12采用天窗电机作为动力源；该摄像机云台10内设置有两个步进电机，分别控制摄像机的上下、左右运动。

进一步，该CPU单元2采用IAP15F2K61S2芯片，该芯片价格低廉、功能强大且工作稳定。该IAP15F2K61S2芯片上的串口一(USRT1 RXD引脚及USRT1 TXD引脚)与触摸屏1数据连接，该IAP15F2K61S2芯片上的串口二(USRT2 RXD引脚及USRT2 TXD引脚)与无线路由器3数据连接。刷入Linux发行版Open WRT操作系统的无线路由器3一方面与IAP15F2K61S2型号CPU单元2的串口二进行通信，另一方面传递摄像机所采集的数据，将两者传递出来的信息经过处理后以无线的形式共享出来，同时将外部移动终端如手机发来的指令发送给CPU单元2经过处理后控制执行器进行相应的动作来实现智能远程监控温室大棚。

二氧化碳传感器9用于检测温室大棚的CO2浓度，并实时将检测到的数据传递至CPU单元2，经CPU单元2处理后通过协议使用串口一传递至触摸屏1，通过无线路由器3将数据分享至网络，其DOUT端接IAP15F2K61S2芯片的P1^3引脚，TCM端和GND端接地，VCC端接+5V；空气温湿度传感器8用于检测温室大棚内空气的温湿度，并实时将检测到的数据传递给CPU单元2，经CPU单元2处理后通过串口一传递给触摸屏1，通过路由器3将数据分享至网络，其S端接IAP15F2K61S2芯片的P0^1引脚，D端接IAP15F2K61S2芯片的P0^2引脚，GND端接地，VCC端接+5V；光强传感器7用于检测温室大棚内的光照强度，并实时将检测到的数据传递给CPU单元2，经CPU单元2处理后通过串口一传递给触摸屏1，通过路由器3将数据分享至网络，其SDA端接IAP15F2K61S2芯片的P0^5引脚，SCK端接IAP15F2K61S2芯片的P0^6引脚，ADD端和GND端接地，VCC端接+5V；土壤温度传感器6用于检测土壤中的温度，并实时将检测到的数据传递给CPU单元2，经CPU单元2处理后通过串口一传递给触摸屏1，通过路由器3将数据分享至网络，其DATA端接IAP15F2K61S2芯片的P1^5引脚，GND端接地，VCC端接+5V；土壤湿度传感器5用于检测土壤中的湿度，并实时将检测到的数据传递给CPU单元2，经CPU单元2处理后通过串口一传递给触摸屏1，通过路由器3将数据分享至网络，其DO端接IAP15F2K61S2芯片的P0^0引脚，GND端接地，VCC端接+5V；降雨量传感器16用于检测降雨量，并实时将检测到的数据传递给CPU单元2，经CPU单元2处理后通过串口一传递给触摸屏1，通过路由器3将数据分享至网络，其AO端接IAP15F2K61S2芯片的P1^4引脚，GND端接地，VCC端接+5V；排风扇11用于给大棚通风，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，采用继电器控制法，排风扇继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚；水泵灌溉机构14用于给植物灌溉，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，采用继电器控制法，水泵继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚。

摄像机云台10用于旋转摄像机，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，采用步进电机作为动力源，由IAP15F2K61S2芯片的P2^4、P2^5、P2^6、P2^7引脚控制相应动作。智能门禁机构13用于门禁的开合，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，其门禁电机采用步进电机作为动力源，由IAP15F2K61S2芯片的P3^6、P3^7、P4^1、P4^2引脚控制相应动作。智能天窗机构12用于天窗的开合，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，其天窗电机采用步进电机作为动力源，由IAP15F2K61S2芯片的P3^2、P3^3、P3^4、P3^5引脚控制相应动作。采光照明机构15用于采光照明，由控制端发出控制指令，直接受控于CPU单元2，接IAP15F2K61S2芯片的P2^0引脚。

进一步，该触摸屏1采用MCGS(Monitor and Control Generated System ,通用监控系统)触摸屏，通信协议采用modbus协议，采用寻址方式查询，可挂载大量的智能温室大棚，有利于组成一个大棚集群，价格低廉、功能强大、开发周期短且稳定性好。该摄像机上采用高清迷你摄像头，清晰度高、价格低廉、工作稳定。

该智能远程监控装置通过将二氧化碳传感器9、空气温湿度传感器8、光强传感器7、土壤温度传感器6、土壤湿度传感器5、降雨量传感器16均与CPU单元2数据连接，检测相应环境参数后传输至CPU单元2并在触摸屏1上显示，继而通过触摸屏1输入控制指令控制相应的执行器如采光照明机构15、排风扇11、水泵灌溉机构14、天窗机构对环境参数进行调整，使得温室大棚时刻处于一种良好的生长环境。该CPU单元2还可以自动控制，将人工设置的预设环境参数输入至CPU单元2，并与实时监测到的环境参数进行对比，如果某项环境参数不在预设参数范围内，该CPU单元2会自动执行相应执行器进行调整，直至该项环境参数处于预设参数范围内才会停止调整。与此同时，当管理者不在大棚内时，还可选择其他的控制平台：1.使用能连接互联网的电脑，运行智能大棚客户端软件，通过摄像机传递过来的信息实时查看大棚内各植物的生长状况，同时还能检测大棚内环境的各项指标以及对各执行器进行控制；2.使用任意一款能够上网的设备进行网页控制，登陆本实用新型控制系统的网址便能实时查看视频信息，同时也能监控大棚的各项装置，解决了智能大棚不能远程控制的现状，实现了网路化控制。外部移动终端如手机可以在互联网网络上通过无线路由器3访问该温室大棚的环境参数，在外部移动终端上输入控制指令使CPU单元2控制相应的执行器进行环境参数调整，还可以通过摄像机云台10旋转摄像机观看温室大棚内的情况，控制智能门禁机构13保证温室大棚的门禁安全，功能全面，方便集中管理温室大棚，突破了只能实现本地控制的缺陷，管理高效。

本实用新型的创新在于将上述现有的各传感器、执行器等部件通过电路连接集中在一起，增强该智能远程监控装置的功能，便于用户的全方位操控，本实用新型所要保护的是各部件的连接关系，并不涉及到对软件的创新。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，其特征在于，主要包括：CPU单元、与互联网网络进行无线数据传输的无线路由器、用于检测温室大棚内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器、用于检测温室大棚内空气温湿度的空气温湿度传感器、用于检测温室大棚内光照强度的光强传感器、用于检测温室大棚内土壤温度的土壤温度传感器、用于检测温室大棚内土壤湿度的土壤湿度传感器、用于检测降雨量的降雨量传感器、排风扇、用于灌溉的水泵灌溉机构、摄像机、用于旋转摄像机的摄像机云台、用于门禁开合的智能门禁机构、用于天窗开合的智能天窗机构、用于采光照明的采光照明机构、用于输入控制指令的触摸屏、为该智能远程监控装置进行供电的电源；

所述无线路由器、二氧化碳传感器、空气温湿度传感器、光强传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、降雨量传感器、摄像机云台、智能门禁机构、智能天窗机构、采光照明机构、触摸屏均与CPU单元数据连接，所述无线路由器还与摄像机数据连接，所述CPU单元通过排风扇继电器控制排风扇开合，所述CPU单元通过水泵继电器控制水泵灌溉机构开合，所述智能门禁机构采用门禁电机作为动力源，所述智能天窗机构采用天窗电机作为动力源；所述摄像机云台内设置有两个步进电机，分别控制摄像机的上下、左右运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，其特征在于，所述CPU单元采用IAP15F2K61S2芯片，该IAP15F2K61S2芯片上的串口一与触摸屏数据连接，该IAP15F2K61S2芯片上的串口二与无线路由器数据连接；二氧化碳传感器的DOUT端接IAP15F2K61S2芯片的P1^3引脚，TCM端和GND端接地，VCC端接+5V；空气温湿度传感器的S端接IAP15F2K61S2芯片的P0^1引脚，D端接IAP15F2K61S2芯片的P0^2引脚，GND端接地，VCC端接+5V；光强传感器的SDA端接IAP15F2K61S2芯片的P0^5引脚，SCK端接IAP15F2K61S2芯片的P0^6引脚，ADD端和GND端接地，VCC端接+5V；土壤温度传感器的DATA端接IAP15F2K61S2芯片的P1^5引脚，GND端接地，VCC端接+5V；土壤湿度传感器的DO端接IAP15F2K61S2芯片的P0^0引脚，GND端接地，VCC端接+5V；降雨量传感器的AO端接IAP15F2K61S2芯片的P1^4引脚，GND端接地，VCC端接+5V；排风扇继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚，水泵继电器接IAP15F2K61S2芯片的P2^1引脚，摄像机云台接IAP15F2K61S2芯片的P2^4、P2^5、P2^6、P2^7引脚，门禁电机接IAP15F2K61S2芯片的P3^6、P3^7、P4^1、P4^2引脚，天窗电机接IAP15F2K61S2芯片的P3^2、P3^3、P3^4、P3^5引脚，采光照明机构接IAP15F2K61S2芯片的P2^0引脚。

3.根据权利要求2所述的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，其特征在于，所述门禁电机、天窗电机均采用步进电机。

4.根据权利要求3所述的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，其特征在于，所述触摸屏采用MCGS触摸屏。

5.根据权利要求4所述的一种基于互联网的温室大棚智能远程监控装置，其特征在于，所述摄像机上采用高清迷你摄像头。